CN109588287A - 一种感知草坪植物体内含水率变化的智能喷洒装置 - Google Patents

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刘佳瑞
肖衡林
杨智勇
马强
刘永莉
何俊
李丽华
程莹
夏军
赵宏博
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Abstract

本发明公开了一种感知草坪植物体内含水率变化的智能喷洒装置，包括感应式水分测量装置、控制器和喷洒装置，感应式水分测量装置包括圆筒状感应片、水分仪和一对微波发射/接收器，圆筒状感应片套设于待浇灌植物四周，微波发生器和微波接收器安装于植物相对两侧的圆筒状感应片上，水分仪通过微波发生器发射微波，并通过微波接收器接收信号，解调出植物水分含量信号，然后将水分含量信号传递给控制器，控制器接收感应式水分测量装置测量的待浇灌植物的含水率信号，根据实测含水率与该植物所需含水率进行对比控制喷洒装置对该植物进行精准喷洒，本发明用于公园、小区、学校等有景观要求的草坪喷灌系统中，除提高效率质量外，亦可节约用水。

Description

一种感知草坪植物体内含水率变化的智能喷洒装置
技术领域
本发明属于园林领域，涉及一种灌溉装置，具体涉及一种感知草坪植物体内含水率变化的智能喷洒装置。
背景技术
目前在草坪喷洒装置这款领域里，逐渐趋于智能化，由最初的人工浇水后来演变成用机器进行灌溉，虽然用的是自动喷洒系统，但大多数控制浇水的时间是早上或者晚上，如果遇上不可控制的因素，比如炎热干燥天气时，草坪植物需要更多的水分的时候，传统自动喷洒装置就无法智能灌溉，另外现有技术中的只能灌溉多是基于土壤含水率测量的灌溉，无法针对每个植物单独测量，对于混种林适应尤其困难，在定量灌溉模式下，有些植物会因为灌溉不足，而导致生长不良，甚至枯死，有些喜干植物则会因为水分过多而烂根，因此需要一种能针对单个植物精准灌溉的装置。
发明内容
本发明的目的在于不破坏植物本体前提下，测得植物体内含水率，基于植物含水率进行定量浇灌，提高喷灌质量和效率，节约水资源的同时针对不同种类植物进行不同水量的灌溉。
本发明采用以下技术方案：
一种感知草坪植物体内含水率变化的智能喷洒装置，其特征在于：包括感应式水分测量装置、控制器和喷洒装置，所述感应式水分测量装置安装于待浇灌植物四周，用于实时测量该植物的含水率，所述控制器接收感应式水分测量装置测量的待浇灌植物的含水率信号，根据实测含水率与该植物所需含水率进行对比控制喷洒装置对该植物进行精准喷洒。
作为改进，所述感应式水分测量装置包括圆筒状感应片、水分仪和一对微波发射/接收器，所述圆筒状感应片套设于待浇灌植物四周，微波发生器和微波接收器安装于植物相对两侧的圆筒状感应片上，并且均通过信号线与水分仪相连，所述水分仪通过微波发生器发射微波，并通过微波接收器接收信号，解调出植物水分含量信号，然后将水分含量信号传递给控制器。
作为改进，所述圆筒状感应片上四周设有若干呼吸孔。
作为改进，所述喷洒装置包括微型计算机、喷水管和安装在喷水管上的电磁阀，所述微型计算机用于接收控制器发送过来的控制信号，并根据控制信号调整电磁阀的开度大小。
作为改进，所述电磁阀包括继电器、线圈衔铁、阀门衔铁一、阀门衔铁二、基座、连杆和设于喷水管内的柱塞，所述继电器固定安装在基座上，线圈衔铁通过弹簧片安装在继电器上方，阀门衔铁二固定安装在基座上，阀门衔铁一安装在阀门衔铁一的正上方，且与线圈衔铁通过连接件固定相连，所述连杆固定在阀门衔铁一上，喷水管侧壁设有供柱塞滑动的滑孔，柱塞底部固定在连杆上，阀门衔铁一和阀门衔铁二磁性相反，相互吸引，所述微型计算机通过控制继电器正反电流，控制继电器将线圈衔铁往下拉或者往上顶，从而控制柱塞在喷水管内的开度。
作为改进，所述控制器和水分仪安装在塑料制成的保护壳内。
本发明产生的有益效果是：
本发明通过感应不同的植物体内含水率，自动控制喷灌时间和水量，无需人工监控的同时，精确又有效的提高了喷灌质量且节省水资源，并且还可以针对不同植物进行单独浇灌，可以很好适应不同需水量的植物混种区域浇灌。
附图说明
图1为本发明智能喷洒装置结构示意图；
图2为本发明喷洒装置示意图；
图3为圆筒状感应片立面图；
图4为图3中左视图。
附图标记：1-水分仪，2-圆筒状感应片，3-控制器，4-喷头，5-微型计算机，6-线圈衔铁，7-阀门衔铁一，8-电线，9-电源，10-弹簧片，11-保护壳，12-连杆，13-喷水管，14-继电器，15-阀门衔铁二，16-柱塞，17-微波发射器，18-呼吸孔，19-圆筒侧前壁，20-光纤，21-微波接收器，22-喷水管总阀。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行举例说明
一种感知草坪植物体内含水率变化的智能喷洒装置，包括感应式水分测量装置、控制器3和喷洒装置，所述感应式水分测量装置安装于待浇灌植物四周，用于实时测量该植物的含水率，所述控制器3接收感应式水分测量装置测量的待浇灌植物的含水率信号，根据实测含水率与该植物所需含水率进行对比控制喷洒装置对该植物进行精准喷洒。
所述感应式水分测量装置包括圆筒状感应片2、水分仪1和一对微波发射/接收器，所述圆筒状感应片2套设于待浇灌植物四周，微波发生器和微波接收器21安装于植物相对两侧的圆筒状感应片2上，并且均通过信号线与水分仪1相连，所述水分仪1通过微波发生器发射微波，并通过微波接收器21接收信号，根据微波信号衰减变化解调出植物水分含量信号，然后将水分含量信号传递给控制器3。
如图2所示，所述喷洒装置包括微型计算机5、喷水管13和安装在喷水管13上的电磁阀，所述微型计算机5用于接收控制器3发送过来的控制信号，并根据控制信号调整电磁阀的开度大小；所述电磁阀包括继电器14、线圈衔铁6、阀门衔铁一7、阀门衔铁二15、基座、连杆12和设于喷水管13内的柱塞16，所述继电器14固定安装在基座上，线圈衔铁6通过弹簧片10片安装在继电器14上方，阀门衔铁二15固定安装在基座上，阀门衔铁一7安装在阀门衔铁一7的正上方，且与线圈衔铁6通过连接件固定相连，所述连杆12固定在阀门衔铁一7上，喷水管13侧壁设有供柱塞16滑动的滑孔，柱塞16底部固定在连杆12上，阀门衔铁一7和阀门衔铁二15磁性相反，相互吸引，所述微型计算机5通过控制继电器14正反电流，控制继电器14将线圈衔铁6往下拉或者往上顶，从而控制柱塞16在喷水管13内的开度；所述控制器3和水分仪1安装在塑料制成的保护壳11内。
在草坪植物的四周插入图1中圆筒状感应片2，圆筒状感应片2四周侧壁凿有呼吸孔18，呼吸孔18的目的是方便植物进行呼吸作用。圆筒侧壁上的微波发射器17发射出微波，通过微波接收器21进行接收，微波接收器21通过接收微波的信号偏移和衰减，并通过水分仪1解调出来，水分仪1解调出来的信号通过能够承载数字信号的光纤20传入图1中控制器3。圆筒状感应片2只有左右两侧有呼吸孔18，圆筒侧前壁封闭，其上要安装微波发射器17；水分仪1通过信号线与微波接收器21相连。
数字信号传入控制器3，由微型计算机5将数字信号和电信号进行转换，数字信号进入微型计算机5后，可根据植物本身的的最低含水率和最高含水率，计算出需要喷水量；微型计算机5可编程将各种草坪植物所需含水率的最低峰值(即最低含水率)和最高峰值(即最高含水率)输入并处理成流量信号或者阀门开度信号，并通过开度信号控制喷洒装置的流量。
图2中电磁阀由一个继电器14、线圈衔铁6、一对阀门衔铁、电源9和弹簧片10组成；电源9的作用是使继电器14的线圈能形成闭合回路产生磁场；弹簧片10的作用是简易快捷的控制线圈衔铁6和阀门衔铁快速复位。当继电器14电线8接入正信号电流后，套有线圈的继电器14产生相引的磁场吸住线圈衔铁6，和线圈衔铁6连接一起的阀门衔铁一7下行与阀门衔铁二15接触同时吸住闭合。阀门衔铁一7的上部通过连杆12连接柱塞16，柱塞16套在喷水管13的滑孔中，阀门衔铁一7通过连杆12带动柱塞16下移，即可释放喷水管13内部空间，喷水管13导通，当阀门衔铁一7通过连杆12带动柱塞16上移，即可堵住喷水管13内部空间，喷水管13断流，滑孔开在喷水管13侧部，当柱塞16上行时，能类似阀门一样将喷水管13内水流切断。
阀门衔铁一7和阀门衔铁二15磁性相反，相互吸引，这样可以保证在继电器14吸附衔铁线圈时，阀门衔铁一7和阀门衔铁二15吸合在一起，保证柱塞16处于全开状态，当需要柱塞16关闭时，继电器14反向通电，对衔铁线圈产生排斥力，当排斥力大于两个阀门衔铁之间的吸引力时，柱塞16即可上行，将喷水管13堵住，不出水。
所述微型控制器3接收植物含水率信号，与该植物所需含水率进行对比后发出正反两种控制信号，正信号即，即继电器14正向通电，对衔铁线圈吸附，柱塞16下行开启，对植物进行浇灌，负信号即继电器14反向通电，对衔铁线圈排斥，柱塞16上行关闭，停止对植物进行浇灌，整个过程形成一个全自动化自动喷灌过程。

Claims (6)

1.一种感知草坪植物体内含水率变化的智能喷洒装置，其特征在于：包括感应式水分测量装置、控制器和喷洒装置，所述感应式水分测量装置安装于待浇灌植物四周，用于实时测量该植物的含水率，所述控制器接收感应式水分测量装置测量的待浇灌植物的含水率信号，根据实测含水率与该植物所需含水率进行对比控制喷洒装置对该植物进行精准喷洒。
2.如权利要求1所述的智能喷洒装置，其特征在于：所述感应式水分测量装置包括圆筒状感应片、水分仪和一对微波发射/接收器，所述圆筒状感应片套设于待浇灌植物四周，微波发生器和微波接收器安装于植物相对两侧的圆筒状感应片上，并且均通过信号线与水分仪相连，所述水分仪通过微波发生器发射微波，并通过微波接收器接收信号，解调出植物水分含量信号，然后将水分含量信号传递给控制器。
3.如权利要求2所述的智能喷洒装置，其特征在于：所述圆筒状感应片上四周设有若干呼吸孔。
4.如权利要求2所述的智能喷洒装置，其特征在于：所述喷洒装置包括微型计算机、喷水管和安装在喷水管上的电磁阀，所述微型计算机用于接收控制器发送过来的控制信号，并根据控制信号调整电磁阀的开度大小。
5.如权利要求4所述的智能喷洒装置，其特征在于：所述电磁阀包括继电器、线圈衔铁、阀门衔铁一、阀门衔铁二、基座、连杆和设于喷水管内的柱塞，所述继电器固定安装在基座上，线圈衔铁通过弹簧片安装在继电器上方，阀门衔铁二固定安装在基座上，阀门衔铁一安装在阀门衔铁一的正上方，且与线圈衔铁通过连接件固定相连，所述连杆固定在阀门衔铁一上，喷水管侧壁设有供柱塞滑动的滑孔，柱塞底部固定在连杆上，阀门衔铁一和阀门衔铁二磁性相反，相互吸引，所述微型计算机通过控制继电器正反电流，控制继电器将线圈衔铁往下拉或者往上顶，从而控制柱塞在喷水管内的开度。
6.如权利要求1至5任意一项所述的智能喷洒装置，其特征在于：所述控制器和水分仪安装在塑料制成的保护壳内。
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